KR100893373B1 - 연성인쇄회로기판용 고내열성 이형필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 또는 이들의 혼합수지에서 선택되는 수지성분과 탄소수 11 ~ 21의 고급지방산으로 표면처리된 평균입경 1 ~ 500nm의 개질 무기입자와의 조성물로 구성된 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판용 고내열성 이형필름 및 상기 고내열성 이형필름을 스킨층으로 하고, 폴리올레핀계 수지와 열가소성 엘라스토머와의 조성물로 된 필름을 중간층으로 하는 3층 구조로 된 고내열성 완충성 적층 이형필름에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 이형필름은 내열성, 이형성, 완충성이 우수하며 경제성이 탁월한 연성인쇄회로기판 라미네이션 공정용 이형필름에 적합하게 사용될 수 있다.
폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지, 나노 무기입자, 열가소성 엘라스토머, 연성인쇄회로기판, 고내열성, 완충성, 이형필름
Description
본 발명은 연성인쇄회로기판용 이형필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 내열성, 완충성 및 이형성을 가지면서도 경제성이 탁월한 연성인쇄회로기판 라미네이션 공정용 이형필름에 관한 것이다.
인쇄회로기판은 TV, 컴퓨터, 휴대폰, 디스플레이, 통신네트워크, 반도체 모듈 등 다양한 전자제품에 널리 사용되고 있다. 이러한 인쇄회로기판의 일종으로서 연성인쇄회로기판의 시장이 최근 급속도로 확대되고 있다.
연성인쇄회로기판은 일반적으로 내부 기판을 보호하기 위하여 통상 고내열성 폴리이미드 필름이 커버레이어로서 적층된다. 상기 커버레이어를 연성인쇄회로기판에 적층시키는 라미네이션 공정을 살펴보면, 먼저 연성인쇄회로기판 상부에 통상 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등 열경화성 접착제를 코팅하고 이 위에 커버레이어를 올려놓고 이를 프레스부로 가압하여 커버레이어를 연성인쇄회로기판에 압착시킴으로써 커버레이어를 연성인쇄회로기판에 적층시키게 된다. 이때 연성인쇄회로기판 상부의 커버레이어와 프레스부간의 접착을 방지하고 160~200℃ 범위의 높은 온도 하에서 프레스로 가압하는 작업이 완료된 후 프레스부와 커버레이어측이 원활하게 분리될 수 있도록 프레스부와 커버레이어 사이에 이형필름을 삽입한다. 따라서 이형필름은 이형성뿐만 아니라 고온 프레스 작업하에서 견딜 수 있는 고내열성이 요구된다.
이러한 요구조건에 부합한 소재로서 테프론과 같은 불소계 수지 필름이 매우 적절하게 사용될 수 있다. 그러나 이러한 불소계 수지 필름은 극히 고가인 관계로 경제성이 매우 열악하고 폐기 소각처리에 있어서 연소하기 어렵고 유독가스를 발생한다는 문제점으로 이에 대한 해결이 지속적으로 요청되어왔다. 이러한 단점을 해결하는 수단으로서 등장한 것은 폴리-4-메틸펜텐-1 필름이다. 이 필름은 친유성인 관계로 친수성이 큰 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등 열경화성 접착제나 폴리이미드 필름과의 접촉시 이형성이 뛰어나고 내열성도 매우 우수할 뿐더러 프레스 후에 폴리이미드 필름으로 전사되는 물질이 없어서 현재 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 앞선 불소계 수지 필름 보다는 다소 저렴하지만 아직도 매우 고가이고 또한 공급수량마저 한정적이기 때문에 사용에 제한이 있다는 큰 문제점이 있다.
이를 극복하는 다른 방법으로서 저렴하면서도 내열성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신필름에 실리콘을 코팅한 필름이 제안되었는데, 프레스 공정 시 실리콘 코팅층의 탈락, 열경화성 실리콘의 미반응물이 커버레이어로 전사되어 불량 을 일으키는 등 큰 문제가 있어 현재는 거의 채택되지 않고 있다. 또한 대한민국특허출원 2006-0117078호에서와 같이 폴리프로필렌계 연신필름을 스킨층으로 하고 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 등으로 된 필름을 기재층으로 한 적층필름이 제안되었는데, 경제성면에서는 매우 우수하나 아직 내열성이 부족하여 고온 프레스공정에 적합하지 못해 그 개선이 시급히 요청되고 있다. 즉 우수한 내열성 및 이형성을 가지면서도 경제성이 탁월한 연성인쇄회로기판 라미네이션 공정용 이형필름의 출현이 절실히 요청되고 있다.
또 하나의 프레스공정에서의 원가절감 노력이 경주되고 있는데, 그것은 완충재와 종이가 필요 없는 새로운 형태의 이형필름의 도입이다. 연성인쇄회로기판 라미네이션 공정을 좀 더 자세히 살펴보면, 이형필름과 프레스부 사이에 통상 완충재와 종이가 추가로 삽입된다. 완충재는 염화비닐수지, 폴리에틸렌 등으로 된 완충 시이트가 통상 사용되는데 이는 커버레이어를 인쇄회로기판에 보다 잘 밀착시키는 기능을 하는 것이고, 종이는 프레스부의 스틸플레이트와 완충재와의 접착방지 및 압력이 전체적으로 균일하게 작용하도록 하기 위해 사용된다. 결국 이러한 완충재 및 종이의 기능을 동시에 가진 복합 이형필름의 출현은 공정단순화에 따른 프레스공정에서의 획기적인 원가절감효과를 초래할 수 있다. 따라서 가장 기본적인 커버레이어와의 내열 및 이형성능이외에 고온의 스틸플레이트와의 접촉시 견딜 수 있는 내열성 및 이형성을 가지면서도 기존의 완충재 성능을 대체할 완충성을 가짐과 동시에 경제성이 탁월한 획기적인 복합 기능형 이형필름의 출현이 절실히 갈망되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다. 즉, 본 발명은 우수한 내열성 및 이형성을 가진 연성인쇄회로기판 라미네이션 공정용 고내열성 이형필름을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 종래 사용되던 완충재와 종이가 필요 없이 대체가 가능한 우수한 내열성, 완충성 및 이형성을 가지면서도 동시에 경제성이 탁월한 연성인쇄회로기판 라미네이션 공정용 고내열 완충성 적층 이형필름을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 또는 이들의 혼합수지에서 선택되는 수지성분과 탄소수 11~21의 고급지방산으로 표면처리된 나노사이즈의 개질 무기입자를 포함하는 조성물로 제조되는 연성인쇄회로기판용 고내열성 이형필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 또는 이들의 혼합수지에서 선택되는 수지성분과 탄소수 11~21의 고급지방산으로 표면처리된 평균입경 1~500nm의 개질 무기입자를 포함하는 조성물로 제조되는 연성인쇄회로기판용 고내열성 이형필름에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 고내열성 이형필름을 스킨층으로 하고, 폴리올레핀계 수지와 열가소성 엘라스토머를 포함하는 조성물로 제조된 필름을 중간층으로 하는 3층 구조의 적층필름인 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판용 고내열 완충성 적층 이형필름에 관한 것이다.
본 발명에 있어서 상기 폴리프로필렌계 수지로서는 프로필렌 단독중합체, 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체 형태의 프로필렌을 주성분으로 하는 공중합체 등을 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 프로필렌을 50 중량% 이상 함유하는 공중합체를 사용한다. 이러한 폴리프로필렌계 수지는 친유성이므로 친수성이 큰 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등 열경화성 접착제나 폴리이미드 필름과의 접촉 시 이형성이 탁월하다. 또한 내열성을 확보하려는 본 발명의 목적에 부합한 폴리프로필렌계 수지로서는 그 연화점이 110℃이상인 것, 좋기로는 연화점이 130℃ ~ 160℃인 것이 바람직하다. 특히 연화점이 높은 고아이소탁틱 프로필렌 단독중합체가 바람직하고, 유연성 및 완충성을 높이고자 할 경우에는 고아이소탁틱 프로필렌 블록 공중합체가 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 환상 폴리올레핀계 수지의 대표적인 것으로서는 에틸렌과 노르보넨을 주성분으로 함유하는 공중합체를 들 수 있는데, 상업적으로 쉽게 얻을 수 있는 것으로서는 Mitsui Chemicals의 싸이크로 올레핀 코폴리머(상품명 APEL), Nippon Zeon의 싸이크로 올레핀 폴리머(상품명 ZEONEX, ZEONOR), JSR의 싸이크로 올레핀 코폴리머(상품명 ARTON), Topas Advanced Polymer의 싸이크로 올레 핀 코폴리머(상품명 TOPAS) 등을 들 수 있다. 이러한 환상 폴리올레핀계 수지는 친유성이므로 친수성이 큰 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등 열경화성 접착제나 폴리이미드 필름과의 접촉시 이형성이 탁월하다.
또한 높은 내열성을 확보하려는 본 발명의 목적에 부합한 환상폴리올레핀 수지로서는 그 유리전이온도가 100℃이상인 것, 좋기로는 유리전이온도가 130℃ ~ 180℃, 더욱 좋기로는 140℃ ~ 160℃인 것이 바람직하다. 통상 환상 폴리올레핀계 수지는 노르보넨 함량이 높아질수록 유리전이온도가 높아지는 경향이 있는데, 불행이도 노르보넨 가격이 매우 비싸기 때문에 결국 유리전이온도가 높으면 높을수록 환상 폴리올레핀계 수지의 가격이 급속히 올라가므로 내열성 및 이형성 확보와 함께 경제성을 동시에 개선하려는 본 발명의 목적에 부합하려면 종래 기술과는 달리 가능한 보다 저렴한 낮은 유리전이온도의 환상폴리올레핀을 사용하고도 내열성을 확보하는 것이 보다 바람직하므로 이러한 점이 본 발명에서의 중요한 착안점이다.
본 발명에 있어서, 무기입자로서는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제오라이트, 규산백토 등을 들 수 있으며 이들을 단독 또는 이들의 혼합물이 사용된다. 무기입자의 형태로서는 판상, 침상, 구상 등이 있으나 어느 것도 무방하고 탄산칼슘, 탈크, 클레이 등을 사용하는 것이 적절하다.
본 발명에 있어서의 개질 무기입자는 반드시 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아린산, 올레인산, 아라키돈산 등과 같은 탄소수 11 ~ 21의 포화 또는 불포화 고급지방산으로 표면처리된 것을 사용하며, 이중 스테아린산으로 표면처리된 것이 가장 바람직하다. 고급지방산은 친유성의 긴 알킬기와 친수성의 산기를 가진 구조의 것으로 친수성 표면 특성을 가지고 있는 무기입자에 표면처리되면 고급지방산의 산기가 친수성 무기입자의 표면과 수소결합 등 2차결합력에 의해 강하게 결합하고 긴 알킬기는 표면으로 노출되는 구조를 가지게 되어 결국 친수성 무기입자의 표면이 친유성 무기입자 표면으로 변화하게 된다. 따라서 본 발명에서 중요한 기술극복의 포인트로서 도입된 것은 고급지방산으로 표면처리 된 친유성을 가진 무기입자를 필름을 구성하는 조성물의 핵심 성분으로 사용한 것이며, 이러한 고급지방산으로 처리된 친유성의 무기입자는 친유성의 폴리프로필렌계 수지 또는 환상 폴리올레핀계 수지에 첨가되어 친유성을 손상시키지 않아 결국 우수한 이형성을 발현하게 된다.
또 하나의 중요한 기술 극복의 포인트는 마이크로 사이즈의 무기입자(마이크로 무기입자)가 아닌 나노 사이즈의 무기입자(나노 무기입자)의 도입이다. 본 발명에 있어서의 나노 무기입자는 평균입경 1~500nm의 것, 좋기로는 10~100nm의 것이 바람직하다. 이러한 고급지방산으로 표면처리된 나노 무기입자(나노 개질 무기입자)의 도입으로 이형성 뿐만 아니라 내열성이 획기적으로 개선되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에서 도입된 이러한 나노사이즈의 개질 무기입자는 마이크로 무기입자와는 달리 결정성 폴리프로필렌의 경우 일종의 핵제로 작용하여 균일한 결정성장 및 높은 결정화도를 유도하는 등 수지의 열변형온도를 획기적으로 상승시켜 보다 높은 내열성을 발현한다. 또한 마이크로 무기입자가 첨가될 경우에는 매우 거친 표면돌기를 발현하여 프레스 작업 시 폴리이미드 필름에 그 형상이 전사되는 문제점이 발생하는 반면 이러한 나노 무기입자는 극히 미세한 표면 돌기를 나타내어 프레스 작업 시 폴리이미드 필름에 그 형상이 전사되는 문제점이 거의 없으며 폴리프로필렌계 수지 또는 환상 폴리올레핀계 수지만을 사용한 필름 경우보다 오히려 이형성을 우수하게 하는 효과까지 발현하였다.
또한 본 발명에서 도입된 나노사이즈의 개질 무기입자는 종류에 따라 다르지만 값싼 폴리프로필렌계 수지보다 싸거나 비슷한 수준의 가격대가 대부분이고 고가의 환상 폴리올레핀계 수지보다는 매우 싼 가격의 것으로 조성물 내 나노 개질 무기입자 함량이 증가하면 증가할수록 폴리프로필렌계 수지 또는 환상 폴리올레핀계 수지만을 사용할 경우보다 원가가 감소하게 되어 본 발명에서 노린 또 하나의 목표인 경제성 확보가 가능하게 된다.
본 발명의 목적에 부합한 조성물의 조성은 폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리 올레핀계 수지 또는 이들의 혼합수지에서 선택되는 수지성분 70 ~ 99 중량%에 탄소수 11~21의 고급지방산으로 표면처리된 평균입경 1~500nm의 개질 무기입자가 1~30중량%, 좋기로는 5~20중량%로 첨가된 형태의 것이 바람직하다. 나노 개질 무기입자의 첨가량이 1중량% 미만일 경우는 원하는 내열성 및 경제성 확보가 곤란하고, 30중량%를 초과하는 경우는 내열성 및 경제성은 우수하나 유연성이 나빠질 우려가 있다.
본 발명에 있어 상기 고내열성 이형필름의 전체두께는 10~200㎛, 좋기로는 30~100㎛, 더욱 좋기로는 40~70㎛의 것이 바람직하다. 필름 두께가 10㎛ 미만일 경우는 프레스성이 떨어질 우려가 있고 200㎛을 초과할 경우에는 경제성이 떨어질 우려가 있다.
다음으로는 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름에 대해 설명하기로 한다. 앞서 설명한 고내열성 이형필름의 경우는 종이, 완충재와 함께 적층하여 사용하는 것이 바람직하지만, 이하에서 설명될 고내열 완충성 적층 이형필름의 경우는 상기 고내열성 이형필름을 스킨층으로 하고, 폴리올레핀계 수지와 열가소성 엘라스토머와의 조성물로 된 필름을 중간층으로 하는 3층 구조의 적층필름으로, 한쪽 표면은 친수성의 접착제나 폴리이미드 필름과 접촉하여 내열성 및 이형성을 발현하고, 다른 한쪽 표면은 프레스부의 고온의 친수성 스틸플레이트와 접촉하여 내열성 및 이형성을 발현하는 한편, 적층필름의 중간층은 유연성을 가져서 완충 성을 발현함으로써 종래 사용하던 완충재 및 종이가 필요하지 않고 단 하나의 본 발명에 의한 복합기능을 가진 적층 이형필름에 의해 대체되어 결국 공정단순화에 따른 프레스공정에서의 획기적인 원가절감효과를 발휘하는 것을 발견하여 또 하나의 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 있어서 고내열성 완충성 적층 이형필름의 중간층에 사용되는 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌 단독중합체, 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌-알킬아크릴레이트 공중합체, 폴리에틸렌계 아이오노머, 환상폴리올레핀계 수지 등을 들 수 있으며 이들을 단독 또는 이들의 혼합물이 사용된다.
상기 기재에서 주성분으로 한 공중합체는 해당 성분을 50 중량% 이상 포함하는 것을 의미한다.
또한 본 발명에 있어서 고내열성 완충성 적층 이형필름의 중간층에 사용되는 상기 열가소성 엘라스토머로서는 에틸렌-헥센계 엘라스토머, 에틸렌-옥텐계 엘라스토머 등과 같은 에틸렌-α올레핀계 엘라스토머, 프로피렌-헥센계 엘라스토머, 프로필렌-옥텐계 엘라스토머 등과 같은 프로필렌-α올레핀계 엘라스토머, 스틸렌-부타디엔-스틸렌계 엘라스토머, 스틸렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌계 엘라스토머 등과 같은 스틸렌계 엘라스토머 등을 들 수 있으며 이들을 단독 또는 이들의 혼합물이 사용된다.
본 발명에 있어 고내열 완충성 적층 이형필름의 중간층에 사용되는 상기 조성물의 조성은 폴리올레핀계 수지 50 ~ 90 중량%와, 열가소성 엘라스토머를 10~50중량%, 좋기로는 15~30중량%로 함유하는 것이 바람직하다. 열가소성 엘라스토머의 첨가량이 10중량% 미만일 경우는 원하는 완충성 확보가 곤란하고, 50중량%를 초과하는 경우는 내열성이 다소 나빠질 우려가 있다.
상기 스킨층은 앞서 설명한 고내열성 이형필름과 동일하며, 구체적으로는 수지성분 70 ~ 99 중량%와 개질 무기입자 1 ~ 30 중량%를 함유한다.
본 발명에 있어 상기 적층 이형필름의 층별 구성을 보면 스킨층은 전체 두께의 10~50%, 좋기로는 20~40%가 바람직하고, 중간층은 전체 두께의 50~90%, 좋기로는 60~80%인 것이 바람직하다. 스킨층이 전체 두께의 10% 미만일 경우는 내열성 및 이형성이 떨어질 우려가 있고 50%를 초과할 경우에는 완충성이 떨어질 우려가 있다.
본 발명에 있어 상기 고내열성 완충성 적층 이형필름의 전체두께는 70~300㎛, 좋기로는 100~200㎛인 것이 바람직하다. 필름 두께가 70㎛ 미만일 경우는 프레스성이 떨어질 우려가 있고 300㎛을 초과할 경우에는 경제성이 떨어질 우려가 있 다.
본 발명에 있어서, 이형필름 제조 시 사용되는 조성물에는 통상의 첨가제 예를 들면, 분산제, 활제, 산화방지제, 가공조제, 건조제, 열안정제 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 배합할 수 있다.
이하, 본 발명의 연성인쇄회로기판용 고내열성 이형필름 및 고내열성 완충성 적층 이형필름의 제조방법을 보다 자세히 설명한다.
먼저 폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 또는 이들의 혼합수지에서 선택되는 수지성분과, 고급지방산으로 표면처리된 나노사이즈의 개질 무기입자, 분산제 등 기타 첨가제 등을 적절한 비율로 배합한 조성물을 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 믹싱롤, 밤바리믹서, 니더 등에 의해 혼련 분산시켜 컴파운드 펠렛 형태로 제조하여 얻을 수 있다.
또한 다량의 고급지방산으로 표면처리된 나노사이즈의 개질 무기입자에 소량의 폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 또는 이들의 혼합수지에서 선택되는 수지성분, 분산제 등 기타 첨가제를 혼합한 뒤 상기 혼련기로 혼련 분산시켜 마스터뱃치 펠렛을 제조한 뒤, 얻어진 마스터뱃치 펠렛과 폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 또는 이들의 혼합수지에서 선택되는 수지성분을 드라이 블렌 딩 또는 용융혼합하여 최종 고내열성 이형필름용 나노 개질 무기입자가 첨가된 수지조성물 펠렛을 제조할 수 있다. 이렇게 얻어진 수지조성물 펠렛을 호퍼에 투입하여 압출가공에 의한 통상의 필름성형장치 및 성형방법에 준하여 고내열성 이형필름을 성형하게 되는데, 원형 다이에 의한 인플레이숀 성형, 티-다이에 의한 압출성형 등을 적절히 채용하여 실시하면 좋다. 또한 고내열 완충성 적층 이형필름은 스킨층용 고내열성 이형필름 및 중간층용 완충성 필름을 상기 통상의 필름성형장치 및 성형방법에 준하여 각각 얻은 뒤 이들 필름을 드라이 라미네이션 방법에 의해 적층하여 제조할 수 있다. 또한 각층별 원료를 별도의 호퍼에 투입하고 압출가공에 의해 통상의 다층 공압출 필름성형기에서 공압출에 의해 제조될 수 있는데, 공압출에 의해 제조되는 것이 경제성 및 품질 측면에서 더욱 바람직하다.
이렇게 얻어진 본 발명에 의한 고내열성 이형필름은 내열성 및 이형성이 우수하고 동시에 경제성이 탁월하여 종래 사용되던 불소계 수지 필름, 폴리-4-메틸펜텐-1 필름 등과 같은 극히 고가의 연성인쇄회로기판용 이형필름을 대체할 수 있으며 또한 본 발명에 의한 고내열성 완충성 이형필름은 내열성, 완충성 및 이형성이 우수하고 동시에 경제성이 탁월하여 종래 사용되던 불소계 수지 필름, 폴리-4-메틸펜텐-1 필름 등과 같은 고가의 연성인쇄회로기판용 이형필름, 완충재, 종이로 구성된 세가지 종류의 소재를 단 하나의 필름으로 대체하여 획기적인 원가절감효과를 발휘할 수 있는 실로 놀라운 것이다.
본 발명에 의한 이형필름은 내열성, 이형성, 완충성이 우수하며 경제성이 탁월한 연성인쇄회로기판 라미네이션 공정용 이형필름에 적합하게 사용될 수 있는 실로 획기적인 것으로서, TV, 컴퓨터, 휴대폰, 디스플레이, 통신네트워크, 반도체 모듈 등 다양한 전자제품 등 다방면에 매우 유용하게 사용될 것으로 전망된다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 자세히 설명하고자 한다. 하기의 실시예는 하나의 예시일 뿐 실시예에 한정하지 않는다.
하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 필름의 내열성, 이형성 및 완충성을 다음과 같이 측정하였다.
(내열성)
프레스작업 후 이형필름의 열변형상태를 관찰하되 내열성이 우수하다고 평가된 두께 50㎛의 폴리-4-메틸펜텐-1 필름(Mitsui Chemiclas사 상품명 TPX Film, X88B) 을 표준시료로 하여 평가하려는 시료 필름과 상대 비교하여 4등급으로 평가하였다.(◎ 표준시료 대비 우수, 표준시료 대비 유사, △ 표준시료 대비 다소 부족, X 표준시료 대비 불량)
(이형성)
프레스작업 후 이형필름의 제거 시 이형필름의 파괴정도를 관찰하되 이형성 이 우수하다고 평가된 두께 50㎛의 폴리-4-메틸펜텐-1 필름(Mitsui Chemiclas사 상품명 TPX Film, X88B)을 표준시료로 하여 평가하려는 시료 필름과 상대 비교하여 4등급으로 평가하였다.(◎ 표준시료 대비 우수, 표준시료 대비 유사, △ 표준시료 대비 다소 부족, X 표준시료 대비 불량)
(완충성)
완충성은 프레스작업 시 커버레이어의 오픈 셀을 통해 외부로 흘러나오는 접착제의 길이로서 측정되는 레진 플로우로서 평가하였다. 통상 레진 플로우 값이 작을수록 이형필름의 완충성이 우수한데, 두께 50㎛의 폴리-4-메틸펜텐-1 필름(Mitsui Chemiclas사 상품명 TPX Film, X88B), 염화비닐수지계 완충시이트 및 종이를 적층한 시스템을 표준시료로 하여 평가하려는 적층필름 시료와 상대 비교하여 4등급으로 평가하였다.(◎ 표준시료 대비 우수, 표준시료 대비 유사, △ 표준시료 대비 다소 부족, X 표준시료 대비 불량)
[실시예 1]
먼저 폴리프로필렌계 수지로서 용융지수(230℃, 2.16Kg) 8.0g/10분, 밀도 0.91, 연화점 158℃의 프로필렌 단독중합체(대한유화공업, Grade 1077M, 폴리프로필렌 A), 고급지방산으로 표면처리된 나노 무기입자로서 스테아린산으로 표면처리된 평균입경 400nm의 탈크(Nanova LLC사 NanoTalc, 나노무기입자 A)를 준비하였다. 니더에 폴리프로필렌 A 90중량%, 나노무기입자 A 10중량%의 배합비로 투입하고 혼 련 분산시켜 이형필름용 조성물 펠렛을 제조하였다. 상기 얻어진 이형필름용 조성물 펠렛을 호퍼에 투입하여 스크류직경 70mm인 티다이 필름성형기를 사용하여 두께 50㎛의 필름을 제조하였다.
이 필름을 이형필름으로 사용하여 폴리이미드필름(커버레이어)위에 적층하고 이어서 이형필름위에 두께 약500㎛의 염화비닐수지계 완충재를 적층하고 최종적으로 완충재위에 100g/m2의 크라프트지(종이)를 적층한 뒤 프레스작업을 행하되 프레스 온도 180℃, 프레스 압력 50Kg/cm2 조건하에서 60분간 가열, 20분간 냉각한 후 이형필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
이형필름용 조성물의 배합비를 폴리프로필렌 A 80중량%, 나노무기입자 A 20중량%로 조절한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 두께 50㎛의 필름을 제조하였고, 이 필름을 이형필름으로 사용하여 필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
이형필름용 조성물의 배합비를 폴리프로필렌 A 70중량%, 나노무기입자 A 30중량%로 조절한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 두께 50㎛의 필름 을 제조하였고, 이 필름을 이형필름으로 사용하여 필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 4]
먼저 환상 폴리올레핀계 수지로서 용융지수(260℃, 2.16Kg) 14.0g/10분, 밀도 1.02, 유리전이온도 140℃의 싸이크로 올레핀 코폴리머(Topas Advanced Polymers, 상품명 TOPAS Grade 6013, 환상폴리올레핀 A)를 준비하였다. 이형필름용 조성물의 배합비를 환상폴리올레핀 A 85중량%, 나노무기입자 A 15중량%로 조절한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 두께 50㎛의 필름을 제조하였고, 이 필름을 이형필름으로 사용하여 필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 5]
이형필름용 조성물의 배합비를 폴리프로필렌 A 60중량%, 환상폴리올레핀 A 30중량%, 나노무기입자 A 10중량%로 조절한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 두께 50㎛의 필름을 제조하였고, 이 필름을 이형필름으로 사용하여 필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 6]
먼저 고급지방산으로 표면처리된 나노 무기입자로서 스테아린산으로 표면처 리된 평균입경 75nm의 탄산칼슘(Shanghai Yaohua Nano-Tech, YH-304, 나노무기입자 B)를 준비하였다. 이형필름용 조성물의 배합비를 폴리프로필렌 A 60중량%, 환상폴리올레핀 A 20중량%, 나노무기입자 A 10중량%, 나노무기입자 B 10중량%로 조절한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 두께 50㎛의 필름을 제조하였고, 이 필름을 이형필름으로 사용하여 필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 7]
먼저 폴리올레핀계 수지로서 용융지수(230℃, 2.16Kg) 10.0g/10분, 밀도 0.91, 연화점 153℃의 프로필렌 블록 공중합체(대한유화공업, Grade CB5108, 폴리프로필렌 B), 열가소성 엘라스토머로서 용융지수(230℃, 2.16Kg) 10.0g/10분, 밀도 0.90, 스틸렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌계 엘라스토머(Kraton Polymers LLC, 상품명 Kraton G, G1657M, 열가소성 엘라스토머 A)를 준비하였다.
적층 이형필름의 스킨층 필름용 조성물로서 폴리프로필렌 A 50중량%, 환상폴리올레핀 A 30중량%, 나노무기입자 A 10중량%, 나노무기입자 B 10중량%의 혼합물을 사용하고, 중간층 필름용 조성물로서 폴리프로필렌 B 80중량%, 열가소성 엘라스토머 A 20중량%의 혼합물을 사용하여 각층별 원료를 별도의 호퍼에 투입하고 압출가공에 의해 3층 공압출 필름성형기에서 공압출하여 스킨층 총 두께 40㎛, 중간층 두께 60㎛, 필름 총 두께 100㎛의 적층 이형필름을 제조하였다. 이 필름을 이형필름 으로 사용하고, 염화비닐수지계 완충재 및 종이를 전혀 사용하지 않고 프레스작업을 행하되 실시예 1과 같이 프레스 온도 180℃, 프레스 압력 50Kg/cm2 조건하에서 60분간 가열, 20분간 냉각한 후 이형필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 8]
중간층 필름용 조성물의 배합비를 폴리프로필렌 B 60중량%, 열가소성 엘라스토머 A 40중량%로 조절한 것 외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 실시하여 스킨층 총두께 40㎛, 중간층 두께 60㎛, 총두께 100㎛의 적층 필름을 제조하였고, 이 필름을 이형필름으로 사용하여 실시예 7과 동일한 방법으로 프레스작업을 행한 뒤 필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
이형필름용 수지로서 폴리프로필렌 A만을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 두께 50㎛의 필름을 제조하였고, 이 필름을 이형필름으로 사용하여 필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
적층 이형필름의 중간층 필름용 조성물로서 폴리프로필렌 B만을 사용한 것을 제외하고 실시예 7과 동일하게 실시하여 스킨층 총두께 40㎛, 중간층 두께 60㎛, 총두께 100㎛의 적층 이형필름을 제조하였다. 얻어진 이 필름을 이형필름으로 사용하고 실시예 7과 동일한 조건하에서 프레스작업 후 이형필름의 내열성, 완충성 및 이형성을 평가한 결과를 표 1에 나타내었다.
[표 1]실시예 1~8 및 비교예 1,2에 따라 얻어진 필름 물성 평가 결과
먼저 실시예 1~6을 살펴보면 조성물내 나노 개질 무기입자 함량이 증가함에 따라 내열성 및 이형성이 우수해지는데 이는 나노 개질 무기입자가 조성물의 열변형온도를 수십도 이상 획기적으로 상승시켜 보다 높은 내열성을 발현하게 하고 또한 극히 미세한 표면 돌기를 나타내어 이형성을 보다 개선시킨 것으로 추론된다. 이는 나노 개질 무기입자를 함유하지 않은 폴리프로필렌계 수지로만 된 필름을 사용한 비교예 1과 비교해 보면 더욱 뚜렷이 알 수 있다. 또한 종이, 완충재를 사용하지 않고 적층 필름만을 사용한 실시예 7, 8을 살펴보면 적층 필름을 사용하는 경우 종이, 완충재를 사용하지 않고도 우수한 완충성을 발현함을 알 수 있다. 또한 이러한 완충성은 엘라스토머의 함량이 증가함에 따라 우수해짐을 알 수 있으며, 엘라스토머를 전혀 첨가하지 않은 비교예 2와 비교해 볼 때 극명하게 그 차이를 알 수 있다.
Claims (14)
- 폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 또는 이들의 혼합수지에서 선택되는 수지성분과 탄소수 11~21의 고급지방산으로 표면처리된 평균입경 1 ~ 500nm의 개질 무기입자를 포함하는 조성물로 제조되는 연성인쇄회로기판용 고내열성 이형필름을 스킨층으로 하고, 폴리올레핀계 수지와 열가소성 엘라스토머를 포함하는 조성물로 제조된 필름을 중간층으로 하는 3층 구조의 적층필름인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 제 1항에 있어서,상기 폴리프로필렌계 수지는 프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 하는 공중합체인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 제 2항에 있어서,상기 폴리프로필렌계 수지는 연화점이 110℃이상인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 제 1항에 있어서,상기 환상 폴리올레핀계 수지는 에틸렌과 노르보넨을 함유하는 공중합체인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 제 4항에 있어서,상기 환상 폴리올레핀계 수지는 유리전이온도가 100℃이상인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 제 1항에 있어서,상기 무기입자는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제오라이트, 규산백토로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 제 1항 내지 제 6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,상기 스킨층은 수지성분 70~99중량%와 개질 무기입자 1~30중량%로 이루어진 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 제 7항에 있어서,상기 스킨층의 전체두께가 10~200㎛인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 중간층의 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌 단독중합체, 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌-알킬아크릴레이트 공중합체, 폴리에틸렌계 아이오노머, 환상폴리올레핀계 수지로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 제 1항에 있어서,상기 중간층의 열가소성 엘라스토머는 에틸렌-α올레핀계 엘라스토머, 프로필렌-α올레핀계 엘라스토머, 스틸렌계 엘라스토머로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 적층 이형필름의 스킨층이 전체 두께의 10~50%이고, 중간층이 전체 두께의 50~90%인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
- 제 13항에 있어서,상기 적층 이형필름의 전체 두께가 70~300㎛인 연성인쇄회로기판용 고내열성 완충성 적층 이형필름.
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